헬로티 이동재 기자 | 전이금속 디칼코게나이드의 상용화를 앞당길 핵심 원리가 밝혀졌다. 기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단 펑딩 그룹리더 연구팀이 베이징대 등 중국 연구진과 함께 전이금속 디칼코게나이드의 대면적 단결정 성장에 영향을 미치는 핵심 원리를 규명했다. 나아가 공동연구진은 이황화텅스텐(WS2) 등 대표적인 전이금속 디칼코게나이드 소재를 웨이퍼 크기의 단결정으로 제작하는 데도 성공했다. 전이금속 디칼코게나이드(TMD, Transition Metal Dichalcogenide)는 황, 셀레늄, 텔레늄 등의 칼고켄 화합물과 전이금속으로 이뤄진 반도체 물질이다. 실리콘 기반 반도체 기술의 성능이 한계에 도달하면서 우수한 물리적‧전기적 특성을 지닌 전이금속 디칼코게나이드가 그래핀, 흑린 등과 함께 차세대 반도체 물질로 각광받고 있다. 고성능의 웨이퍼를 만드는 데 주로 쓰이는 ‘에피텍셜 성장법’의 핵심 기술은 기판에서 성장한 모든 작은 단결정이 균일하게 정렬되도록 하는 것이다. 하지만, 전이금속 디칼코게나이드의 경우 2가지 원소로 구성되어 있어 구조적인 대칭점이 중심이 아닌 가장자리에 위치하기 때문에 기판 선택이 까다롭다. 이번 연구에서 공동연구진은
[헬로티] 촉매로 사용 시 수소 생산 성능 우수해 “트랜지스터, CMOS 등 반도체 소자 재료 개발에도 적용 가능할 것” ▲UNIST의 이정현 연구원(왼쪽)과 박혜성 교수(오른쪽). 전이금속 화합물을 합성하는 과정에서 내부 구조에 인위적인 ‘원자 구멍’(공극결함, vacancy)을 만들어 전기적·물리적 특성을 제어하는 새로운 기술이 나왔다. UNIST 개발진이 이황화몰리브덴(MoS2) 구조 내부에 공극결함(황 원자의 빈자리)을 균일하게 ‘도핑’(doping)하는 기술을 개발했다. 이 기술은 화합물 합성에 투입하는 액체 원료 비율을 조정함으로써 합성 과정 중에서 공극결함을 만드는 방식이다. 기존 방식과 달리 단번에 공극결함이 균일하게 분포된 전이금속 화합물을 상용화 가능한 큰 크기로 만들 수 있어 주목을 받고 있다. 기존의 공극결함 도핑 방식은 고체 전구체를 이용해 전이금속 화합물을 먼저 합성한 뒤 여기에 다시 600도(℃)이상의 고온 열처리나 플라즈마 처리 같은 후처리 공정 거쳐 원자를 ‘뜯어내는’ 방식이다. 이 방식은 공정 단계가 복잡하고 합성 면적이 넓어질수
[첨단 헬로티] 올해 1월, 정부는 수소경제 활성화 로드맵을 발표하며 2040년 세계 최고 수준의 수소경제 선도국가로 도약하겠다는 포부를 드러냈다. 수소경제의 핵심은 수소다. 이 수소를 생산하는 친환경적인 방법으로는 ‘물의 전기분해’가 꼽힌다. 물에 전기를 흘려서 수소와 산소로 나누는 이 방법에는 반응을 돕는 ‘촉매’가 필요하다. 지금까지는 기존 귀금속 촉매를 대체하는 값싼 비귀금속 촉매 연구가 활발히 진행됐다. 이 가운데 촉매 구조의 ‘빈틈(vacancy)’을 이용하는 방법이 소개되면서 눈길을 끌고 있다. ▲ 박혜성, 김건태, 이준희 교수팀은 ‘이셀레나이드 몰리브덴(MoSe₂)’가 가지는 빈자리 결함(vacancy)을 조절해 수소발생반응이 촉진되는 원리를 알아냈다. <사진 : UNIST> 빈자리 결함 조절해 수소발생반응 촉진되는 원리 밝혀 박혜성, 김건태, 이준희 UNIST 에너지 및 화학공학부 교수 공동연구팀이 전이금속 기반 촉매인 ‘이셀레나이드 몰리브덴(MoSe₂)’가 가지는 빈자리 결함(vacancy)을 조절해 수소발생반응이 촉진되는
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